JP3329865B2 - 画像形成装置及び画像変更方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、イオノグラ
フィック装置におけるブルーミング生成物の形成の制御
に関し、特に、先に付着された電荷がピクセルに印加さ
れる静電力によって各ピクセルの変位を予測すること
と、かつ決定された変位と所望される画像の比較によっ
て印刷動作を制御することとに関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，５２４，３７１号又は
４，４６３，３６３号によって開示されているようなイ
オノグラフィック装置において、イオン発生装置が、画
像形状に画像形成表面に付着するように複数の変調電極
を通って送られるべきイオンを発生する。イオノグラフ
ィック装置のある分類では、イオンは、イオンチャンバ
内で支持されるコロノード（coronodeコロナ電極）にお
いて生成され、移動する流体ストリームが噴流し、かつ
チャンバからのコロノードで生成されたイオンを搬送す
る。このチャンバ出口では、複数の制御電極又はニブ
が、イオンのチャンバ出口を介するイオンの通過を選択
的に制御すべく制御電圧によって変調される。チャンバ
出口を介して送られるイオンは、最終的基板へ引き続い
て転写するために、静電グラフィック技術によって現像
可能な静電潛像を形成するように画像形状に電荷保持面
上へ付着される。この装置は、高解像度のノンコンタク
ト（非接触）印刷システムを生成する。同様に動作する
他のイオノグラフィック装置も存在するが、イオンを表
面へ搬送するため、移動する流体ストリームに依存しな
い。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】イオノグラフィック装置の画質制御に影響
を与える一つの問題は、「ブルーミング」として知られ
ている。ブルーミングは、先に付着されたイオン又は電
荷が電荷保持表面へ送られる後続のイオンの経路へ及ぼ
す影響から生じる回避できない現象である。この問題
は、文字とソリッド領域のエッジを印刷する時、特に顕
著に表れ、「ロッキングチェアボトム」（図１の
（ａ））、「アンダーカッティング」（図１（ｂ））、
及び、「台形」（図１（ｃ））として知られる文字欠陥
を生じる（破線で示されている入力ビットマップを有す
る）。変調されたイオンストリームのソースが画像形成
表面から約１０ミル離間し、かつ約１１００ボルトの画
像電位を有するイオノグラフィック印刷システムについ
ては、注目されるブルーミング生成物は、１〜２ピクセ
ルの距離のピクセル移動を含むことがあり、１インチ
（２．５４ｃｍ）に対して３００スポットの印刷システ
ムでは約６７ミクロンである。このイオンストリームソ
ースの間隔が近接すればする程、この影響は低減される
が、この間隔は、表面の振れ（runout）を含む機械上及
び印刷上の必要条件によって限定される。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、イオノ
グラフィック印刷システムにおいて、先に付着された電
荷によって各ピクセルに印加される静電力による、画像
形成表面上に付着される当該ピクセルの各々の変位を予
測するとともに、決定された変位と所望の画像との比較
による印刷動作を制御する、方法と装置が提供される。

【０００５】本発明の一つの態様によると、先に付着さ
れた電荷の影響が、画像形成するためにイオンを付着さ
せる前に加算されて、先に付着された電荷による任意の
イオンの変位の予測量が求められる。変位されたピクセ
ル位置は、所望の画像と比較されて、イオンが落下する
位置を求める。これらのイオンが、イオン付着の望まし
い領域内に落下すると予測される場合は、イオンは、画
像形成表面に移動される。変位されたピクセル位置が所
望の画像と比較されるとともに、イオンが、帯電の望ま
しい領域外に落下すると予測される場合は、イオンは、
画像表面に移動することが回避される。

【０００６】本発明の他の態様によると、ピクセルをグ
レーレベル又は多重電荷レベルでプリントする機能があ
るイオノグラフィックシステムでは、先に付着された電
荷の影響は、画像形成するためにイオンを付着させる前
に加算され、先に付着された電荷によるピクセル変位の
予測量が求められる。これらのイオンが、帯電の望まし
い領域内に落下するか否かを判定するために、変位され
たピクセル位置が所望の画像と比較される。これらのイ
オンが、帯電の所望の領域内に落下すると予測される場
合は、イオンは、画像形成表面に移動される。変位され
たピクセル位置が所望の画像と比較されるとともに、イ
オンが、帯電の望ましい領域外に落下すると予測される
場合は、当該イオンが落下する領域外からの距離を求め
るために計算が行なわれる。ピクセルの輝度又はグレー
レベルは、所望の画像領域からの距離が増すにつれて低
下する、因数分解法が使用される。

【０００７】本発明は、各ピクセルがビットマップ内の
ピクセル位置における画像の光学濃度を表すピクセル値
を有する、ピクセルの走査線によって規定される前記ビ
ットマップから前記画像を印刷する画像形成装置であっ
て、イオンソースと、移動する画像形成表面上へ電荷パ
ターンを生成するため、イオンを前記移動する画像形成
表面へ移動させる手段と、前記画像形成表面上に前記ビ
ットマップに対応する潜像を形成するために、画像を形
成するピクセルのセットを示すビットマップに従ってイ
オンストリームを変調する変調手段と、前記画像形成表
面上に先に付着された電荷が、引き続いて前記画像形成
表面へ送られるイオンに及ぼす影響を補償するために潜
像を変更する手段と、を含み、前記変更手段が、印刷さ
れるべき一つのピクセルから選択された距離内のピクセ
ルの位置に対する変位係数を記憶するための第１の記憶
装置であって、各変位係数は前記選択された距離内の前
記ピクセルの位置に先に付着されたイオンが、前記ピク
セルが印刷されるべき前記ピクセルの位置へ引き続いて
向けられるイオンへ及ぼす影響を示す前記変位係数を記
憶する第１の記憶装置と、前記画像の前記ビットマップ
の少なくとも一部分を記憶する第２の記憶装置であっ
て、前記ビットマップの前記記憶された部分が、先に印
刷されたピクセルのセットと、引き続いて印刷されるピ
クセルのセットと、印刷されるべき現在ピクセルとを含
む第２の記憶装置と、先に印刷された前記ビットマップ
内の対応するピクセル値を有するピクセル位置の各変位
係数を乗算し、かつ前記選択された距離内で前記すべて
の乗算されたピクセル値を加算するための手段と、印刷
されるべき前記ピクセルに付着される前記イオン位置に
対応するピクセルの位置で前記ビットマップ内の後続の
ピクセル値を、前記第２記憶装置から識別する手段と、
前記後続のピクセル値に従って印刷されるべき前記現在
ピクセルのための移動する前記イオンを変調させるよう
に前記変調手段を制御する手段と、を含む画像形成装置
に関する。さらに、上記装置において、各々がＭピクセ
ルを有するＮ走査線を含む選択された領域に対する変位
係数を記憶する第１の記憶装置を有し、ＭとＮはピクセ
ル位置の総数を反映するために選択され、ピクセル位置
に付着したイオンは、印刷されるピクセル位置に付着し
たイオンに実質的な影響を有する、画像形成装置に 関す
る。またさらに、上記装置において、Ｎ走査線を含む画
像の選択された領域に対するピクセル値を記憶する前記
第１の記憶装置を有し、Ｎ走査線は変調手段と画像面の
間の距離にほぼ対応する、画像形成装置に関する。

【０００８】本発明は、さらに、イオンソースと、移動
する画像形成表面上へ電荷パターンを生成するため、イ
オンを前記移動する画像形成表面へ移動させる手段と、
前記画像形成表面上に前記ビットマップに対応する潜像
を形成するために、画像を形成するピクセルのセットを
示すビットマップに従ってイオンストリームを変調する
変調手段と、を備え、各ピクセルがビットマップ内のピ
クセル位置内の画像の光学濃度を表すピクセル値を有す
る、ピクセルの走査線によって規定されるビットマップ
からの画像を印刷するための画像形成装置において、画
像形成表面上に先に付着されたイオンが、引き続いて前
記画像形成表面へ向けられるイオンへ及ぼす影響を補償
するための画像変更方法であって、選択された領域内の
ピクセルの位置に対して、先に付着されたイオンが、印
刷されるべきピクセルの位置に付着されるべきイオンに
及ぼす影響を示す変位係数のセットを記憶するステップ
と、前記選択された領域内の位置で先に付着されたピク
セル値と、次いでイオンが偏向される位置における後続
のピクセル値を含む前記画像の前記ビットマップの一部
を示す１セットのピクセル値を記憶するステップと、印
刷されるべきピクセルの位置に付着されるべきイオン
が、前記記憶された変位係数と、前記選択された領域内
のピクセルのための前記記憶されたピクセル値との関数
として変位される前記後続のピクセルの位置を決定する
ステップと、変位されたイオンが、印刷されるべき前記
ピクセルに付着された前記ピクセル位置に対応するピク
セルの位置における前記ビットマップ内の後続のピクセ
ル値を、前記ピクセル記憶手段から識別するステップ
と、前記識別された後続のピクセル値に従って印刷され
るべき前記ピクセルのための前記変調手段を制御するス
テップと、を含む画像変更方法に関する。本発明は、さ
らに、ピクセルの走査線によって定義されるビットマッ
プから画像を印刷する画像形成装置の画像形成表面上に
引き続いて向かう電荷上の画像形成表面に先に付着した
イオンの影響を補償するための画像を変更する方法で、
イオンソースと、各ピクセルは前記ビットマップのピク
セル位置で画像の光学濃度を表すピクセル値を有し、ビ
ットマップに対応する潜像を形成するために、画像を形
成するピクセルのセットを表すビットマップに従って移
動するイオンを変調 する変調手段を有し、印刷されるピ
クセル位置に付着する前記イオン上に先に付着した電荷
の影響を表す変位係数のセットを、選択された領域内の
ピクセル位置のために記憶するステップと、選択された
領域内の位置に先に付着したピクセル値と前記イオンが
それる位置の後続のピクセル値を含む、画像のビットマ
ップの一部を表すピクセル値のセットを記憶するステッ
プと、選択された領域のピクセルに対する記憶された変
位係数と記憶されたピクセル値の関数として変位され
る、印刷されるピクセル位置に付着した前記イオンの後
続のピクセル位置を決定するステップと、ピクセル値記
憶手段から、印刷されるピクセルに対して前記イオンが
付着した位置に対応する後続のピクセル位置でビットマ
ップの後続のピクセル値を識別するステップと、識別さ
れる後続のピクセル値に従って、印刷されるピクセルに
対する前記変調手段の変調を制御するステップと、を有
する画像変更方法に関する。本発明は、さらに、イオン
ソースと、画像形成表面上に電荷パターンを生成するた
めに前記画像形成表面にイオンを移動させる手段と、画
像形状に前記画像形成表面上へのイオンの選択的付着を
可能とするために、前記移動するイオンを変調させるた
めの変調手段と、先に選択付着されたイオンの、引き続
いて付着されるイオンへの影響に対する画像補正手段と
を含む画像印刷のための画像形成装置であって、前記画
像補正手段が、付着されるべきイオンの前記画像形成表
面上の変位量を決定するため、先に選択的に付着された
イオンが、付着されるべきイオンに与える影響の少なく
とも実質的な一部分を決定するための手段と、画像面上
の変位位置で電荷の所望の画像形状と付着される前記イ
オンの変位量とを比較する手段と、画像面上の変位位置
で電荷の所望の画像形状に従ってイオンの前記選択的付
着を可能とする前記変調手段を制御する手段と、 を含
む画像形成装置に関する。

【０００９】本発明は、さらに、イオンソースと、画像
形成表面上に電荷パターンを生成するために前記画像形
成表面へイオンを移動させる手段と、画像形状に前記画
像形成表面上へのイオンの選択的付着を可能とするため
に、移動するイオンを変調させるための変調手段と、先
に付着されたイオンの、引き続いて付着されるイオンへ
の影響に対する画像補正手段と、を含む画像印刷のため
の画像形成装置であって、前記画像補正手段が、付着さ
れるべきイオンの前記画像形成表面上の変位量を決定す
るため、先に付着されたイオンが、付着されるべきイオ
ンに与える影響の少なくとも実質的な一部分を決定する
ための手段と、付着されるべきイオンへの、前記決定さ
れた先に選択的に付着されたイオンの影響に従って、前
記画像形成表面上に付着されるべき電荷の画像形状を決
定するための手段であって、先に選択的に付着されたイ
オンに影響されるイオンの変位に対応する距離だけ、先
に選択的に付着されたイオンに影響されないイオンを前
記画像形状において変位させるように動作を行う画像形
状決定手段と、電荷の決定された画像形状に従って前記
画像表面上にイオンを選択的に付着させることができる
ように前記変調手段を制御する手段と、を含む画像形成
装置に関する。さらに、上記装置は、以下の関数に従っ
てイオンを付着するために操作される前記決定手段を有
する画像形成装置であり、

【数３】

【数４】 Δｙ及びΔｘは、画像形成表面上において、各々低速走
査方向と高速走査方向の変位であり、Ｋ _ｙ とＫ _ｘ は定数
であり、画像形成表面上の低速走査方向と高速走査方向
のブルーミングの最大量を明示し、βは各先に付着され
たピクセルによるピクセルＰ _ｉ に印加されるｙ方向の力
の測定係数、又は変位項であり、αは各先に付着された
ピクセルによるピクセルＰ _ｉ に印加されるｘ方向の力の
測定係数、 又は変位項であり、ｒ及びｃは各々マトリッ
クスＯの行及び列であり、Ｏは占有行列であり、マトリ
ックスの所定の位置のピクセル値を表す決定手段を有す
る画像形成装置に関する。

【００１０】

【実施例】図２は、米国特許第４，６４４，３７３号の
装置と同様の流体ジェット（噴流）補助式イオノグラフ
ィックマーキング装置のマーキングヘッド１０の断面略
図が示されている。

【００１１】このヘッド１０の内側には、イオンチャン
バ１２と、このチャンバ内で支持されるコロノード１４
と、コロノード１４に印加される約数千ボルトの直流電
流の高電位ソース１６と、ヘッドを電圧Ｖ_Ｈに保持する
チャンバ１２の壁に接続された基準電位ソース１８とを
含むイオン発生領域がある。コロノード１４周辺のコロ
ナ放電によって、Ｖ_Ｈに保持されるチャンバ壁に吸引さ
れ、かつこのチャンバを空間電荷で充填させる所与の極
性（プラスが望ましい）のイオンソースが生成される。

【００１２】イオンチャンバ１２に通じる吸引チャネル
２０によって、加圧搬送流体（空気が望ましい）が、チ
ューブ２２で概略的に図示される適切なソースから、チ
ャンバ１２中に送給される。変調チャネル２４によっ
て、この搬送流体は、イオンチャンバ１２から、このチ
ャンバの外のヘッド１０の外部へ導かれる。搬送流体が
イオンチャンバ１２を通過する時、この搬送流体は、イ
オンを含み、当該イオンを変調電極２８を介して変調チ
ャネル２４内へ移動させる。イオンチャンバ１２の内部
には、この中で生成される高腐食性のコロナバイプロダ
クト（副生成物）に対して不活性なコーティングが設け
られることもある。

【００１３】変調チャネル２４を通ってヘッド１０の外
への通過を許容され、かつ電荷受容体３４に向けられる
イオンは、電荷受容体の誘電体表面３１の支持体層とし
て提供される導電性平面３０の影響を受けるとともに、
導電性平面３０は、シュー３２を介して電源３３に摺動
的に接続されている。あるいは、バイアスバック電極を
通過させて同一効果を得るために単一層の電荷誘電受容
体が具備されてもよい。続いて、潜像電荷パターンは、
適切な現像装置（図示せず）によって可視化され得る。

【００１４】イオンが、一旦、搬送流体によって変調チ
ャネル２４中内へ掃引されると、イオン負荷状態の流体
のストリームを明瞭にすることが必要になる。これは、
変調チャネル２４内の変調電極２８を、スイッチ３８に
よって、マーキング電圧ソース３６と基準電位３７の間
を個別に切り換えることによって達成される。図示され
る切り換え構造が２値画像形成機能を生成する一方で、
連続可変電圧信号を複数の変調電極に提供することによ
って、グレーレベルを得ることができる。当該変調電極
は、プレーナ（平面）絶縁基板４４と導電性プレート４
６の間の前記プレーナ絶縁基板４４によって支持される
薄膜層４０上に配置され、かつ絶縁層４８によってこの
導電性プレートから絶縁されている。

【００１５】変調電極２８と、Ｖ_H に保持される対向壁
５０は、スイッチ３８に接続されると、当該キャパシタ
の両端にソース３６の電圧電位が印加されることができ
る１つのキャパシタを含む。したがって、搬送流体フロ
ー方向を横切る方向に広がる電界が、所与の変調電極２
８と対向壁５０との間に選択的に形成される。

【００１６】選択されたスポットの「書き込み」は、１
つの変調電極を、Ｖ_H に保持される基準電位ソース１８
に接続することによって行われるので、この電極とその
対向壁との間を通過するイオン「ビーム」は、当該電極
と対向壁との間の電界の影響を受けることはなく、かつ
当該「ビーム」領域中のイオンプロジェクタから射出す
る搬送流体は、受像体シートの所望のスポットへイオン
を蓄積させるため、「書き込み」イオンを搬送する。逆
に、変調電圧が電極に印加されると「書き込み」は行わ
れない。これは、この電極にイオン組成と同じ符号の電
荷を印加すべく、変調電極２８をスイッチ３８を介して
ソース３６の低電圧電位に接続することによって行われ
る。イオン「ビーム」は反発され、イオンが非帯電又は
中性の空気分子に中和される、対向する導電性壁５０へ
駆動され、かつ接触される。したがって、情報の画像状
パターンは、変調電極と協働するイオン「ビーム」が、
必要に応じて、ハウジングから排出され、あるいは、排
出を抑止されたりするように、マーキングアレイ上の各
変調電極を選択的に制御することによって形成される。
この広い領域の最大頁幅ヘッド上の構造の簡単化と経済
性のため、薄膜技術が使用される。非晶質か、多結晶
質、又は、微結晶質の形状の薄膜シリコンは、能動デバ
イスにとっては選ばれた物質であった。比較的低温の非
結晶シリコンとポリシリコンの製造プロセスによって、
基板物質の選択の幅を広げたので、ガラス、セラミッ
ク、場合によっては、いくつかのプリント回路板等の安
価な非結晶物質を使用を可能とした。

【００１７】流体噴流補助式イオンフローを有するイオ
ノグラフィック印刷ヘッドの代わりとして、イオンスト
リームが電荷受容体に電界を送ることができる、他のイ
オノグラフィックプリントヘッドを設けることができる
ことは確実に認識されるであろう。さらに、ここでの説
明は、正イオンを前提にしているが、負イオンが使用で
きるように妥当な変更を行うことができる。

【００１８】さらに先に進む前に、幾つかの定義付けが
好ましい。ピクセルは、画像を規定する最小の要素を表
す。イオノグラフィックシステムでは、ピクセルは、画
像形成表面上の比較的狭い領域、又は、ピクセル位置へ
のイオン付着によって形成される。ビットマップは、プ
リントヘッドと画像形成表面の相対的移動によって形成
される走査線内に配置されたピクセルにおける画像の表
示である。ピクセルは、２値（オン又はオフ、１又は
０）、又は、グレー（最小値又はホワイトと、最大値又
はブラックと、の間の値）になることができるピクセル
値を有する。イオノグラフィックシステムは、他の電子
写真システムよりも、特に有用なグレーレベルの印刷機
能を有する点で傑出している。

【００１９】次に図３では、先に付着された電荷によっ
て、ピクセルを形成するイオンビームに印加される静電
力によるピクセルの各々の変位（ブルーミング）を予測
するとともに、決定される変位と所望の画像との比較に
よって印刷動作を制御するための本発明を含む印刷シス
テムであって、このシステムは、プリンタの動作を制御
し、かつ、ハイレベルの頁記述フォーマット又はビット
マップフォーマットで画像データを受け取る画像データ
入力１０２と、このデータを頁記述フォーマットから、
印刷、及びこのプリンタで行うことができるその外の編
集、フォーマッティング又はフィルタリング機能を実行
するに好適なビットマップフォーマットへの変換を実行
するＥＳＳ１０４と、このＥＳＳによって使用される、
このプリンタの動作プログラムやプリント情報などを記
憶するメモリ１０５とを含むプリントコントローラ１０
０を備える。この情報をビットマップフォーマットへ変
換すると、ＥＳＳは、ビットマップデータ又はピクセル
をプロセス補正装置１０６へ転送し、この装置１０６に
おいて、ビットマップは、望ましくない画像変位、即
ち、ブルーミングを補正するために「前歪み」（pre-di
stort ）される。したがって、ビットマップは、画像内
容に関係なく、また、フォント又は画像の種類は関係な
くブルーミング補正されることが認識されるであろう。
次に、印刷プロセスの歪みのため補正されたビットマッ
プは、制御可能なスイッチ３８に送信される信号を制御
するヘッドコントロール１０８へ渡される。

【００２０】図４は、ピクセル変位を決定するための概
念的な基本原理を示す。印刷されるべき所与のピクセル
Ｐiは、上記のように、ビットマップ画像に従って、画
像形成表面のピクセル位置において投射されるイオンに
よって、画像形成表面に印刷される。しかしながら、こ
の印刷プロセスでは、ピクセルＰ_i をプリントするため
に画像形成表面に送られるイオンは、例えば、Ｐ₁ 、Ｐ
₂ 、Ｐ₃ 、Ｐ₄ などの先に印刷されたピクセルに対応す
る電荷によって偏向又は変位される。マトリックスＯで
規定される対象となる選択領域内では、ピクセルの数、
従って、Ｐ_i に影響を与える電荷の大きさ及び方向が、
印刷される画像によって変化する。先に付着されたイオ
ン又はピクセル電荷による、画像形成表面上の予定位置
からのＰ_i の変位は、対象領域内の各ピクセルに対応す
る電荷の変位のベクトル量を加算することによって導出
することができ、ピクセルＰ_i に関して次の式で表され
る。

【００２１】

【数５】

【００２２】及び、

【００２３】

【数６】

【００２４】ここで、

【００２５】△ｘと△ｙは、それぞれ、画像形成表面上
の、高速走査方向と低速走査方向のピクセルＰ_i の変位
であり、β_r,c は、対象の選択領域内でｒ行とｃ列に先
に付着されたピクセルによる、ｙ方向のピクセルＰ_i の
変位であり、α_r,c は、対応する選択領域内のｒ行とｃ
列に先に付着されたピクセルによる、ｘ方向のピクセル
Ｐ_i の変位である。ｒとｃは、それぞれ、マトリックス
Ｏの行と列であり、Ｏは、このマトリックスの所与の位
置のピクセル値を表す占有マトリックスである。

【００２６】力係数αとβの値は、装置の形状（幾何学
性）（例えば、ヘッドから画像表面への間隔）だけでな
く、画像表面又は受像体の投射電界強度、イオン電流、
及び、誘電体厚さによって実験的に決定される。さら
に、又は、或いは、所与の装置の形状に対する画像形成
表面上の電界強度を計算することによって、プリントヘ
ッドから画像形成表面までのイオンの経路を、理論的に
計算することができる。上記計算の１つが、対象選択領
域の単一ピクセルによって、ピクセルＰ_i の偏向結果が
生成される場合、この計算は、次の簡単な関係式にうま
く当てはまる。

【００２７】

【数７】

【００２８】ここで、δ_r は、対象の領域内に先に付着
された単一ピクセルによる、印刷されるべきピクセルＰ
_i の（ｘとｙの両方向の）偏向である。δ_r は、常に、
ピクセルＰ_i がこの単一ピクセルから離れるように偏向
されるように向けられ、Ａは、ブルーミング関数の大き
さを示す装置特性によって設定される倍率であり、ｒ_c
´は、ヘッドと受像体の間隔に対応するパラメータであ
り、ｒ´は、（例えば、ｒ行とｃ列に）先に付着された
単一のピクセルからピクセルＰ_i の位置までの距離であ
る。

【００２９】マトリックスＯに対応するピクセル毎に、
当該ピクセルによるピクセルＰiの変位δｒを上記関係
から計算すること、並びに、この偏向を式（１）と
（２）の係数αとβに分解することは、簡潔明瞭であ
る。占有マトリックスＯ、又は、関係する選択領域、の
サイズは、主として、プリントヘッドから画像形成表面
までの間隔によって決まる。イオンプリントヘッドと画
像形成表面の構造における電界は、平行プレートの電界
モデルの電界に近似しており、この電界モデルでは、電
界は、当該プレート間の距離に近似する半径内の領域の
みに作用する。本発明の実効の１実施例は、５ピクセル
のヘッドから表面までの間隔を有する装置で使用された
ので、次の例では、他に多くのサイズを選択することが
できるが、５×９のマトリックスが前提とされる。関係
領域を決定する他の方法は、付着されたピクセルが、ピ
クセルＰ_i の配置に対して、無視できない、又は実質的
な影響を与える領域のサイズを実験的に決定することで
ある。

【００３０】ヘッドから表面までの間隔が、この例と比
較して広い、及び／又はブルーミング作用が強いような
いくつかの場合において、先に付着された電荷の影響が
考慮されるより大きなマトリックスＯを提供することが
望まれることがある。但し、このマトリックスのサイズ
がさらに大きいと、計算上の困難が生じる。したがっ
て、変位計算前に、問題のピクセルから比較的遠くに離
れたピクセルグループの位置に付着された電荷の影響を
結合させる技法が提供されるが、変位計算技法では、問
題のピクセルにかなり近接する個別のピクセル位置の電
荷を使用することもある。

【００３１】カレント（現在）イオンビームの変位は、
ビットマップ位置とは反対にある、先に付着されたピク
セルの実際の位置に基づいて算出される。これらのピク
セル自体が、ブルーミングのために補正されているの
で、その差は確実に小さい。

【００３２】図５では、１つの回路が、変位値ΔｘとΔ
ｙの決定の一部として概略的に図示されている。（より
詳細に記述されるように、マトリックスＯを、関係する
選択領域を定義するウィンドウとして定義付けることが
できる）多重ビットスパイラル（渦巻き状）シフトレジ
スタ２００は、Ｎがプリントヘッドのニブの総数であ
り、Ｄがブルーミング現象の有効半径、又は既に受像体
上に書込まれたピクセルが、ピクセルの軌道に少なから
ぬ影響を与える距離であるＮ＋（２×Ｄ）として与えら
れる走査線上に多数の入力を有する。この例では、シフ
トレジスタは、２５５０本のニブを有し、Ｄは５つのピ
クセルに与えられる。この記憶装置のサイズのこの態様
の説明としては、多数の走査線内の全ピクセル（Ｎ個）
のデータは引き続く計算に使用するために保持されなけ
ればならない。追加量２×Ｄは、走査線のエッジに関す
る。各走査線内のこれらの値２×Ｄは、ピクセルが存在
しない、即ち画像領域外にあるので、ゼロに等しくセッ
トされる。この余分の「プレイスホルダー（位置保持
部）」の存在が、シフトレジスタをラップアラウンド
（循環）することを可能とする。計算が、１つの走査線
の終端に達すると、これらのプレイスホルダーが存在し
ない場合は、次の走査線の始端からのデータが、誤差を
生じるカレント（現在の）ラインの終端の代わりにこの
計算に含まれる。この問題に対処するさらに困難な方法
は、走査終了を認識するとともに、ラップアラウンドを
処理する方法を変更することであろう。この提示された
方法を使用することによって、全ての計算を同様に進め
ることができる。このスパイラルレジスタは、△ｘと△
ｙの計算によってランダム（低速）メモリアクセスの数
を減少させるための方法である。この構成の価値は、従
来の計算値から有効な情報を保持するとともに、不要な
情報のみを現行の計算の新規データで置換することにあ
る。

【００３３】スパイラルレジスタに保持されるべき走査
線の数と、これらの走査線のピクセル奥行きとに適用さ
れる公式は、［Ｂ×（Ｄ＋Ｆ＋１）］で表される。変位
計算には、既に印刷されたピクセルに関する履歴情報が
求められる。再度、選択領域のＤラインまで戻って既に
印刷されたピクセルに対応する電荷が、カレントピクセ
ルに影響する。従って、この影響を計算するために、ピ
クセル値がシフトレジスタに記憶される。これが、保持
されるべき走査線の数における「Ｄ」を表す。ピクセル
は、常に、前方又はプロセス方向へブルーミングする。
この構成の主なスラスト（ゆるみ調整）は、ピクセルが
落ちてくる場所を計算するとともに、画像がその場所に
ピクセルを有するかどうかを調べることにある。まだプ
リントされていない走査線を基準化するために、ピクセ
ルのまだプリントされていない走査線をどこかに記憶す
る必要がある。上記式の「Ｆ」は、このようなまだ印刷
されていないピクセルの走査線の数に関する。この式の
「１」は、ピクセルの現行走査線をカウントする。この
プリンタはグレー化が可能であるので、強度を表す１ピ
クセルごとのビットは一つより多い。したがって、素子
の各々はピクセル値を表すために、サイズが「Ｂ」のビ
ット数でなければならない。

【００３４】本明細書中に説明されるように、このプロ
セスは、以前の走査線だけの効果を考慮しているが、
（印刷されるべきピクセルを保持する）現行走査線の先
にプリントされたピクセルも考慮されることができる。

【００３５】シフトレジスタは、一端にデータを入力
し、かつデータをこの装置に転送すると共にこの装置を
次のデータのために準備するようにこの装置にパルスを
発生させることによって動作する。データは、装置の他
端において同一オーダーで出てくるが、内部のステージ
の数だけ（パルスによって測定される）時間遅延され
る。この場合、プリントヘッド内の個別のニブ数Ｎに、
ガードビット（２×Ｄ）数を加算した数に一致するステ
ージを有する平行シフトレジスタが提示されている。出
力エンドは、装置を「スパイラル」（渦巻き状）にする
ために入力エンド内へ連結される。シフトレジスタ２０
０へのタップ集合は、ビットマップ上に「ウィンドウ」
を生成するために、マトリックスＯに対応する位置に設
けられ、これによって、ピクセル値を容易に上方へ向け
ることができる。

【００３６】

【数８】

【００３７】実地測定、理論的分析、又はこれら２つの
組み合わせによって、予め決定された変位係数値α_r,c
及びβ_r,c は、第２レジスタ２０２と第３レジスタ２０
４の各位置に記憶される。各ピクセルＰ_i の変位決定で
は、各α_r,c が、加算回路２０６で加算される。同様
に、β₁,₁からβ_j,kまでの各β_r,c は、加算回路２０８
で加算される。加算器２０６及び２０８の出力は、変位
△ｘ及び△ｙに比例する信号である。ピクセル値として
表される変位値を、次にＰ_i の位置に加算されるピクセ
ルサイズ単位又はピクセル距離に変換するために、変位
決定機能が必要とされる。したがって、変位決定２１０
と２１２の出力は、ピクセル、Ｐ_ix＋△ｘ及びＰ_iy＋△
ｙ、で表される位置であり、この位置は、ピクセルＰ_i
を形成するイオンが実際に着地するビットマップ内の位
置を示す。このピクセル位置の値がビットマップ内のそ
れ以降のピクセル位置と比較されるので、処理の簡易化
のため、イオンが着地するピクセルの中心を規定する整
数値のピクセル位置ｘ´、ｙ´を提供するように、切捨
て（トランケーション）２１４と２１６において四捨五
入されるか、又は切捨てられる。

【００３８】グレー印刷では、着地位置Ｐ_ix＋△ｘとＰ
_iy＋△ｙが、所望の画像の強度のエッジ又は変化の近く
にある場合、重み付け関数が適用される。この重み付け
関数は、着地位置を囲繞する四つのピクセルの中心の各
々から予測される着地位置の距離に依存する。多数のア
プローチを使用することができるが、１つのアプローチ
は、イオンが最大で四つのピクセルを含む領域に落下し
重なるので、非整数値になる見込みがある、Ｐ_ix＋△ｘ
及びＰ_iy＋△ｙから開始されることである。これらの四
つのピクセルの位置は整数であり、次のように計算され
る。

【００３９】

【数９】

【００４０】ここで、［ｑ］は、一般にｑの「フロア」
と呼ばれるｑの少数部分を削除又は切り捨てることによ
って得られる。

【００４１】したがって、グレーレベル値は、次のよう
に計算することができる。

【００４２】

【数１０】

【００４３】ここで、Ｎは、値を基準化する正規化定数
であり、Ｏ_iは、ｘ _i ，ｙ _j thピクセルの占有マトリック
スである。（ここで、１は、「ＯＮ」、又は、画像中の
ブラックであり、ゼロは、「ＯＦＦ」、又は、占有マト
リックスの画像領域内のホワイトである）。他の公式も
使用することができる。この特定選択は、ピクセル
ｘ _i ，ｙ _j の各々からの相対距離で決まる。Ｏ _i の少なく
とも１つは、エッジでゼロと等価になるが、但し、この
公式は、非エッジの場合でも一般的なものである。

【００４４】次に図７（ａ）では、ｘ’，ｙ’が一旦定
まると、着地位置は、以後のピクセル又はＦ_r,cがラベ
ル付けされた（図５）リングレジスタの一部に記憶され
る画像のビットマップと比較される。位置ｘ’，ｙ’の
以後のピクセルＰ（ｘ’，ｙ’）の値は、ヘッドコント
ロール１０８（図３）の出力へ複写される。したがっ
て、以下の出力値表には、本発明の結果が示される。し
たがって、本発明は、他のピクセルが各位置にプリント
されないように試みることが分かる。

【００４５】

【００４６】ピクセルを構成するイオンは、ピクセルｘ
´，ｙ´の中心に着地しないので、切り捨て又は四捨五
入が、望ましくない影響を画像出力に及ぼすことを認識
する必要がある点で、図７の（ｂ）に示されるように、
図７の（ａ）に基づく代わりとして、この着地位置近傍
の四つのピクセルの値は、Ｆ_r,c から得られるととも
に、これらのピクセルの値は、アベレージャ２２０で平
均化される。したがって、出力値は、この以後のピクセ
ルの四つの近傍ピクセルの平均値であり、ヘッドコント
ロール１０８（図３）へ送られる。この値は、グレーシ
ステムでは、後続のピクセル値の好適な表示であり、こ
の理由は、四つのピクセルの平均値がグレー値である見
込みがあるからである。

【００４７】さらに、図示されていない別の選択肢とし
て、変位されたピクセルの中心から四つの近傍の内の任
意の中心の距離、つまり、この変位ピクセルが重なるピ
クセルの最大数に応じて、切り捨てされない値Ｐ_ix＋△
ｘとＰ_iy＋△ｙを、出力ピクセルの重み付けの値を導出
するために使用することができる。

【００４８】他の実施例では、実際の、又は、補正され
ないプリント画像が、（ブルーミング生成物による）い
くつかの余分の数の走査線又はピクセルを有する、所望
の画像であることが正しく認識されるであろう。したが
って、この画像は、後続の付着ピクセルに影響する過去
のピクセルが存在する場合は、常に、単にｘ方向とｙ方
向に必要とされるよりも多少大きいと言えよう。したが
って、十分本発明の考察の範囲内にあって、過去の付着
ピクセルを均一に計算するとともに当該ピクセルを補償
する他のデータを先に補正する方法は、次の式で表すこ
とができる。

【００４９】

【数１１】

【００５０】及び

【００５１】

【数１２】

【００５２】ここで、

【００５３】△ｙと△ｘは、それぞれ、画像形成表面上
の、低速走査方向と高速走査方向の変位であり、Ｋ_yと
Ｋ_xは、定数であり、画像形成表面上の低速走査方向と
高速走査方向のブルーミングの最大量を明示し、βは、
先に付着された各ピクセルによってピクセルＰ_i に印加
されるｙ方向の力の測定係数、又は変位項であり、α
は、先に付着されたピクセルの各々によってピクセルＰ
_i に印加されるｘ方向の力の測定係数、又は、変位項で
あり、ｒとｃは、それぞれ、マトリックスＯの行と列で
あり、Ｏは、このマトリックスの所定位置のピクセル値
を表す占有マトリックスである。

【００５４】したがって、画像は、Ｏr,cにピクセルが
ない場合は、常に、一決定（ｘ方向寄り）で一定距離Ｋ
_x 又はＫ_y の分だけ、遅れて（ｙ方向寄り）又は横方向
寄りに開始されることを理解することができる。但し、
β_r,c 、Ｏ_r,c 、又はα_r,c、Ｏ_r,c が、ブルーミング
の最大量を示す最大値になると、△ｙと△ｘは、遅延が
無いことを示すゼロである。したがって、変位決定後、
選択位置Ｐ_ix＋△ｘとＰ_iy＋△ｙで着地すると認定され
るピクセルの値は、当該位置でプリントするために記憶
される。この結果、実例のソリッド領域では、ブルーミ
ング生成物に影響されない第１ピクセルが、Ｐ_ix1＋Ｋ_x
とＰ_iy1＋Ｋ_yの位置で印刷される。この後、Ｎ番目のピ
クセルが、位置Ｐ_ixN＋０，Ｐ_iyN＋０へ送られるが、位
置Ｐ_ixN＋Ｋ_xとＰ_iyN＋Ｋ_yへ着地する。したがって、画
像のサイズは、限界値（Ｐ_ix1＋Ｋ_x）−（Ｐ_ixN＋Ｋ_x）
と、（Ｐ_iy1＋Ｋ_x）−（Ｐ_i N ＋Ｋ_x）と、によって設
定される。このように、誤差Ｋ_xとＫ_yは除去され、画像
が同一サイズに保持されることを理解することができ
る。

【００５５】１：１の入力対出力分解能比の補正を行う
本発明について説明したが、これは必要ではない。処理
（又は低速走査方向）の出力分解能が、入力分解能より
も高い場合は、好適な結果を得ることができる。さら
に、上記の実施例では、イオン軌道に影響するブルーミ
ングの影響は、高量のブルーミングを有する特定の装置
では、線形関数として表すことができることを前提とす
るが、この関数は、非線形関数としても表すことができ
る。この場合、ブルーミング作用の非線形成分を補正す
るために、非線形フィルタを、このプロセスに応用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、イオノグラフィ
ック印刷で注目されるブルーミング後に発生する形状を
示す図である。

【図２】画像形成表面の印刷関係において、本発明によ
って使用されるために考案された型のイオノグラフィッ
クプリントヘッドの概略図である。

【図３】本発明から得られるプロセス補正の使用を説明
する汎用システムのブロック図である。

【図４】本発明の一般理論を示す図である。

【図５】画像データが本発明の１実施例で処理される方
法を示す図である。

【図６】変位データの導出を示す図である。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明が使用される、導
出された変位データが実行されるシステムの一部分を示
す図である。

【符号の説明】

３８ スイッチ １００ プリントコントローラ １０４ ＥＳＳ １０５ メモリ １０６ プロセス補正装置 １０８ ヘッドコントロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ジー．スターンズ アメリカ合衆国 94040 カリフォルニ ア州 マウンテン ビュー ナンバー イー 243 シャワーズ ドライブ 49 (72)発明者 ウィリアム ビー．マクドナルド ザ サード アメリカ合衆国 94086 カリフォルニ ア州 サニーベール アパートメント ８ バルボア コート 1256 審査官 上田 正樹 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/415

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各ピクセルがビットマップ内のピクセル
   位置における画像の光学濃度を表すピクセル値を有す
   る、ピクセルの走査線によって規定される前記ビットマ
   ップから前記画像を印刷する画像形成装置であって、 イオンソースと、 移動する画像形成表面上へ電荷パターンを生成するた
   め、イオンを前記移動する画像形成表面へ移動させる手
   段と、 前記画像形成表面上に前記ビットマップに対応する潜像
   を形成するために、画像を形成するピクセルのセットを
   示すビットマップに従って、移動するイオンを変調する
   変調手段と、 前記画像形成表面上に先に付着された電荷が、引き続い
   て前記画像形成表面へ送られるイオンに及ぼす影響を補
   償するために前記潜像を変更する手段と、を含み、 前記変更手段が、 印刷されるべき一つのピクセルから選択された距離内の
   ピクセルの位置に対する変位係数を記憶するための第１
   の記憶装置であって、各変位係数は前記選択された距離
   内の前記ピクセルの位置に先に付着された電荷が、前記
   ピクセルが印刷されるべき前記ピクセルの位置へ引き続
   いて向けられるイオンへ及ぼす影響を示す前記変位係数
   を記憶する第１の記憶装置と、 前記画像の前記ビットマップの少なくとも一部分を記憶
   する第２の記憶装置であって、前記ビットマップの前記
   記憶された部分が、先に印刷されたピクセルのセット
   と、引き続いて印刷されるピクセルのセットと、印刷さ
   れるべき現在ピクセルとを含む第２の記憶装置と、 先に印刷された前記ビットマップ内の対応するピクセル
   値を有するピクセル位置の各変位係数を乗算し、かつ前
   記選択された距離内で前記すべての乗算されたピクセル
   値を加算するための手段と、印刷されるべき前記ピクセルに付着される前記イオン位
   置に 対応するピクセルの位置で前記ビットマップ内の後
   続のピクセル値を、前記第２の記憶装置から識別する手
   段と、 前記後続のピクセル値に従って印刷されるべき前記現在
   ピクセルのための移動する前記イオンを変調させるよう
   に前記変調手段を制御する手段と、 を含む画像形成装置。
2. 【請求項２】 各々がＭピクセルを有するＮ走査線を含
   む選択された領域に対する変位係数を記憶する第１の記
   憶装置を有し、 ＭとＮはピクセル位置の総数を反映するために選択さ
   れ、 ピクセル位置に付着したイオンは、印刷されるピクセル
   位置に付着したイオンに実質的な影響を有する、 請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 Ｎ走査線を含む画像の選択された領域に
   対するピクセル値を記憶する前記第１の記憶装置を有
   し、 Ｎ走査線はプリントヘッドである変調手段と画像面との
   間の距離にほぼ対応する、 請求項１に記載された装置。
4. 【請求項４】 イオンソースと、 移動する画像形成表面上へ電荷パターンを生成するた
   め、イオンを前記移動する画像形成表面へ移動させる手
   段と、 前記画像形成表面上に前記ビットマップに対応する潜像
   を形成するために、画像を形成するピクセルのセットを
   示すビットマップに従ってイオンストリームを変調する
   変調手段と、 を備え、 各ピクセルがビットマップ内のピクセル位置内の画像の
   光学濃度を表すピクセル値を有する、ピクセルの走査線
   によって規定されるビットマップからの画像を印刷する
   ための画像形成装置において、画像形成表面上に先に付
   着されたイオンが、引き続いて前記画像形成表面へ向け
   られるイオンへ及ぼす影響を補償するための画像変更方
   法であって、 選択された領域内のピクセルの位置に対して、先に付着
   されたイオンが、印刷されるべきピクセルの位置に付着
   されるべきイオンに及ぼす影響を示す変位係数のセット
   を記憶するステップと、 前記選択された領域内の位置で先に付着されたピクセル
   値と、次いでイオンが偏向される位置における後続のピ
   クセル値を含む前記画像の前記ビットマップの一部を示
   す１セットのピクセル値を記憶するステップと、 印刷されるべきピクセルの位置に付着されるべきイオン
   が、前記記憶された変位係数と、前記選択された領域内
   のピクセルのための前記記憶されたピクセル値との関数
   として変位される前記後続のピクセルの位置を決定する
   ステップと、 変位されたイオンが、印刷されるべき前記ピクセルに付
   着された前記ピクセル位置に対応するピクセルの位置に
   おける前記ビットマップ内の後続のピクセル値を、前記
   ピクセル記憶手段から識別するステップと、 前記識別された後続のピクセル値に従って印刷されるべ
   き前記ピクセルのための前記変調手段を制御するステッ
   プと、 を含む画像変更方法。
5. 【請求項５】 ピクセルの走査線によって定義されるビ
   ットマップから画像を印刷する画像形成装置の画像形成
   表面上に引き続いて向かう電荷上の画像形成表面に先に
   付着したイオンの影響を補償するための画像を変更する
   方法で、 イオンソースと、 各ピクセルは前記ビットマップのピクセル位置で画像の
   光学濃度を表すピクセル値を有し、 ビットマップに対応する潜像を形成するために、画像を
   形成するピクセルのセットを表すビットマップに従って
   移動するイオンを変調する変調手段を有し、 印刷されるピクセル位置に付着する前記イオン上に先に
   付着した電荷の影響を表す変位係数のセットを、選択さ
   れた領域内のピクセル位置のために記憶するステップ
   と、 選択された領域内の位置に先に付着したピクセル値と前
   記イオンがそれる位置の後続のピクセル値を含む、画像
   のビットマップの一部を表すピクセル値のセットを記憶
   するステップと、 選択された領域のピクセルに対する記憶された変位係数
   と記憶されたピクセル値の関数として変位される、印刷
   されるピクセル位置に付着した前記イオン の後続のピク
   セル位置を決定するステップと、 ピクセル値記憶手段から、印刷されるピクセルに対して
   前記イオンが付着した位置に対応する後続のピクセル位
   置でビットマップの後続のピクセル値を識別するステッ
   プと、 識別される後続のピクセル値に従って、印刷されるピク
   セルに対する前記変調手段の変調を制御するステップ
   と、 を有する画像変更方法。
6. 【請求項６】 イオンソースと、 画像形成表面上に電荷パターンを生成するために前記画
   像形成表面にイオンを移動させる手段と、 画像形状に前記画像形成表面上へのイオンの選択的付着
   を可能とするために、前記移動するイオンを変調させる
   ための変調手段と、 先に選択付着されたイオンの、引き続いて付着されるイ
   オンへの影響に対する画像補正手段と、 を含む画像印刷のための画像形成装置であって、 前記画像補正手段が、 付着されるべきイオンの前記画像形成表面上の変位量を
   決定するため、先に選択的に付着されたイオンが、付着
   されるべきイオンに与える影響の少なくとも実質的な一
   部分を決定するための手段と、 画像面上の変位位置で電荷の所望の画像形状と付着され
   る前記イオンの変位量とを比較する手段と、 画像面上の変位位置で電荷の所望の画像形状に従ってイ
   オンの前記選択的付着を可能とする前記変調手段を制御
   する手段と、 を含む画像形成装置。
7. 【請求項７】 イオンソースと、 画像形成表面上に電荷パターンを生成するために前記画
   像形成表面へイオンを移動させる手段と、 画像形状に前記画像形成表面上へのイオンの選択的付着
   を可能とするために、移動するイオンを変調させるため
   の変調手段と、 先に付着されたイオンの、引き続いて付着されるイオン
   への影響に対する画像補正手段と、 を含む画像印刷のための画像形成装置であって、 前記画像補正手段が、 付着されるべきイオンの画像形成表面上の変位量を決定
   するため、付着される前記イオン上の先に選択的に付着
   されたイオンの影響の少なくとも実質的な一部分を決定
   するための手段と、 付着されるべきイオンへの、前記決定された先に選択的
   に付着されたイオンの影響に従って、前記画像形成表面
   上に付着されるべき電荷の画像形状を決定するための手
   段であって、前記構成において、 先に選択的に付着されたイオンに影響されるイオンの変
   位に対応する距離だけ、先に選択的に付着されたイオン
   に影響されないイオンを前記画像形状において変位させ
   るように動作を行う画像形状決定手段と、 電荷の決定された画像形状に従って前記画像表面上にイ
   オンを選択的に付着させることができるように前記変調
   手段を制御する手段と、 を含む画像形成装置。
8. 【請求項８】 以下の関数に従ってイオンを付着するた
   めに操作される前記決定手段を有する画像形成装置であ
   り、 【数１】 【数２】 Δｙ及びΔｘは、画像形成表面上において、各々低速走
   査方向と高速走査方向の変位であり、 Ｋ _ｙ とＫ _ｘ は定数であり、画像形成表面上の低速走査方
   向と高速走査方向のブルーミングの最大量を明示し、 βは各先に付着されたピクセルによるピクセルＰ _ｉ に印
   加されるｙ方向の力の測定係数、又は変位項であり、 αは各先に付着されたピクセルによるピクセルＰ _ｉ に印
   加されるｘ方向の力の測定係数、又は変位項であり、 ｒ及びｃは各々マトリックスＯの行及び列であり、Ｏは
   占有行列であり、マトリックスの所定の位置のピクセル
   値を表す、 請求項７において定義される前記決定手段を有する画像
   形成装置。